Sáng kiến kinh nghiệm Phân tích những sai lầm thường gặp qua việc hướng dẫn học sinh giải bài tập Hóa học

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phân tích những sai lầm thường gặp qua việc hướng dẫn học sinh giải bài tập Hóa học

1. PHÂN TÍCH NHỮNG SAI LẦM THƯỜNG GẶP QUA VIỆC HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC LỜI MỞ ĐẦU Theo trung tâm từ điển học,từ điển tiếngViệt( Nhà xuất bản khoa học xã hội,Hà Nội 1994) thì sai lầm là “ trái với yêu cầu khách quan,lẽ phải dẫn đến hậu quả không hay”.Sai lầm không chỉ xuất hiện trong cuộc sống mà còn cả xuất hiện trong học tập và nghiên cứu khoa học.Nhà hiền triết Khổng Tử(551-479 tr.C.N) đã nói “ sai lầm chân thật duy nhất là không sữa chữa các sai lầm trước đó của mình”.Alber Einstein lại nói về tác hại của sai lầm trong nghiên cứu khoa học “ Nếu tôi mắc sai lầm thì chỉ cần một lần nữa cũng đủ rồi”.Trong giáo dục.I.A.Komensky khẳng định: “ Bất kì một sai lầm nào cũng có thể làm cho học sinh kém đi nếu như giáo viên không chú ý ngay tới sai lầm đó, bằng cách hướng dẫn học sinh nhận ra và sữa chữa,khắc phục sai lầm”.A.A.Stoliar cũng đã lên tiếng nhắc nhở giáo viên rằng: “ không được tiếc thời gian để phân tích trên giờ học các sai lầm của học sinh”. Theo chúng tôi,nếu giáo viên có khả năng dự đoán đươc các sai lầm( về cách hiểu kiến thức lẫn kỹ năng thực hành) mà học sinh thường mắc phải, sẽ tạo nên được các tình huống hấp dẫn trong bài tập mà ta có thể gọi là “ bẫy”.Một giáo viên giỏi,có kinh nghiệm trong dạy học,sẽ có khả năng dự đoán được nhiều sai lầm của học sinh, làm cơ sở để xây dựng các bài tập hóa học có nội dung sâu sắc,kiểm tra được những sai phạm mà học sinh mắc phải trong quá trình học tập môn hóa học,để từ đó điều chỉnh quá trình dạy học nhằm khắc phục những sai lầm xảy ra.
2. PHẦN THỨ HAI PHÂN TÍCH NHỮNG SAI LẦM THƯỜNG GẶP QUA VIỆC HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC 2.1.Những sai lầm về cách hiểu và vận dụng kiến thức Kiến thức hóa học phổ thông vừa phong phú vừa đa dạng,vừa lý thuyết vừa thực nghiệm vừa trừu tượng và vừa cụ thể,nên việc mắc sai lầm trong học tập là điều khó tránh khỏi.Giáo viên nên có những dự đoán những sai lầm để tạo những tình huống có vấn đề trong học tập,phần nào giúp học sinh hiểu được những sai lầm đó qua các hoạt động giải bài tập, trách mắc phải những tình huống tương tự như sau khi đã hiểu kiến thức một cách chính xác. Ví dụ 1:Cho biết điểm sai của một số cấu hình electron sau và sửa lại cho đúng? a) 1s22s12p5 b) 1s22s22p63s23p64s23d2 c) 1s22s22p6 4s2 Phân tích:Đây là một bài tập kiểm tra kiến thức về viết cấu hình electron.Học sinh phải hiểu khái niệm về cấu hình electron và phương pháp viết cấu hình electron,cụ thể là: Bước 1.Mức năng lượng: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s Bước 2.Hiểu rõ các quy tắc viết cấu hình electron: Sắp xếp các phân lớp theo đúng trật tự của từng lớp,trong mỗi lớp theo đúng thứ tự phân lớp. Với kiến thức này học sinh sẽ áp dụng giải quyết vấn đề trên a) 1s22s12p5 -Điểm sai: Vi phạm về việc sắ xếp electron theo thứ tự mức năng lượng -Sửa lại: Chủ yếu học sinh chỉ sửa lại kết quả 1s 22s22p4( bảo toàn electron), như vậy học sinh đã làm đúng nhưng còn thiếu một kết quả 1s22s22p5 b) 1s22s22p63s23p64s23d2 -Điểm sai:Đây là mức năng lượng chứ không phải là cấu hình electron,vì vậy hầu hết học sinh sẽ sửa lại là:1s22s22p63s23p63d24s2 -Tuy nhiên từ cấu hình electron ở trên học sinh có thể sửa lại theo kết quả không bảo toàn electron 1s22s22p63s23p64s2 cũng thõa mãn c) 1s22s22p6 4s2 -Điểm sai: Cấu hình eletron này thiếu lớp 3,vi phạm về mặt sắp xếp electron và mức năng lượng -Sửa lại + Hầu hết học sinh sẽ sử dụng bảo toàn electron nên viết lại cấu hình electron là: 1s22s22p63s2
3. + Một số học sinh có thể không dừng lại bảo toàn electron mà thấy rằng lớp thứ ba còn thiếu electron nên có thể viết lại cấu hình trên với kết quả là: 1s22s22p63s23p63d10 4s2 +Một số học sinh nắm vững về cấu hình electron có thể còn đưa ra 9 kết quả khác nữa: 1s22s22p63s23p63dx 4s2 với x là: 0,1,2,3,5,6,7,8,10 Ví dụ 2: Xác định sản phẩm chính của phản ứng sau: CH2=CH-COOH+ HCl Phân tích: Đây là một câu hỏi về phản ứng cộng hợp của tác nhân bất đối xứng vào liên kết đôi C=C.Để giải quyết vấn đề này học sinh phải vận dụng quy tắc Maccopnhicop: Trong phản ứng cộng axit hoặc nước( kí hiệu chung là HA) vào liên kết C=C,H( phần mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào C mang nhiều Hidro hơn( cacbon bậc thấp hơn), còn A9 phần mang điện tích âm) ưu tiên cộng vào C mang ít Hidro hơn( cacbon bậc cao hơn). -Áp dụng : CH2=CH-COOH +HCl CH3-CHCl-COOH( sản phẩm chính) CH2=CH-COOH +HCl CH2Cl-CH2-COOH( sản phẩm phụ) -Với cách giải quyết trên học sinh đã vướng vào điểm sai là phản ứng trên cộng trái với quy tắc Maccopnhicop vì hai liên kết đôi liên hợp : C3=C2-C1=O phân cực về phía oxi suy ra liên kết đôi + C3=C2 phân cực về phía C2 nên tại C2 mang một phần điện tích âm và H của tác nhân sẽ ưu tiên tấn công vào C2.Vì vậy, sản phẩm chính là CH2Cl-CH2-COOH ( Axit -3-Clo propanoic). 2.2. Những sai lầm về phương pháp giải bài tập Một số sai lầm phổ biến như khi tính theo phương trình hóa học hoặc sơ đồ phản ứng mà quên cân bằng hoặc cân bằng không đúng,hiểu sai các công thức tính toán trong hóa học,sử dụng đơn vị tính không thống nhất,không để ý đến hiệu suất phản ứng cho trong bài,không xác định được chất nào hết hay dư trong quá trình phản ứng,hiểu sai tính chất của các chất nên viết phương trình hóa học không chính xác,thiếu các kỹ năng cơ bản khi sử dụng các phương pháp giải bài tập . Ví dụ 2.1: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH 3COOH có số mol bằng nhau.Lấy 5,3 gam hỗn hợp X cho tác dụng với 5,75 gam C2H5OH( có H2SO4 đặc làm xúc tác) thu được m gam hỗn hợp este( hiệu suất các phản ứng este hóa đều bằng 80%).Giá trị của m là: A.7,04 B. 6.48 C. 8,10 D.8,80 Phân tích: Học sinh dễ mắc sai lầm khi áp dụng nhanh phương pháp tăng –giảm khối lượng quen thuộc nhưng chỉ chú ý đến số mol ancol: Phân tích: Học sinh dễ mắc sai lầm khi áp dụng nhanh phương pháp tăng - giảm khối lượng quen thuộc nhưng chỉ chú ý đến số mol của ancol
4. R COOH + HOC2H5 R COOC2H5 +H2O 1 mol  m tăng = 28 g 0, 125mol  m tăng=3,5mol Suy ra; m= 5,3 +3,5=8,8 gam Phương án nhiễu là D. Một số học sinh cho rằng kết quả này không đúng là do chưa tính đến hiệu suất 8,8.80 phản ứng 7,04 gam Phương án gây nhiễu A 100 Rõ ràng kết quả này vẫn không chính xác vì học sinh đã mắc sai lầm khi tính toán theo lượng chất dư C 2H5OH(H=100%). Hướng dẫn học sinh tìm số mol axít để so sánh ancol xem chất nào là chất thiếu trong phương trình phản ứng: HCOOH : xmol x 46x + 60x= 5,3 x= 0,05 CH3COOH : xmol 5,75 n 0,1 n 0,125 Suy ra : x C2H5OH 46 Tính theo axít: R COOH + HOC2H5 R COOC2H5 +H2O 1mol 1mol  m tăng=28 gam 0,1 mol 0,1 mol  m tăng= 2,8 gam meste 5,3+2,8=8,1 gam Phương án nhiễu là C. Vì H=80% nên m= 8,1.80 =6,48 gam Phương án đúng là B 100 Ví dụ 2.2. Cho 31,84 gam hỗn hợp NaX và NaY (X, Y là hai halogen ở hai chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư thì thu được 57,34 gam kết tủa. Công thức của hai muối là : A. NaCl và NaBr B. NaBr và NaI C. NaF và NaCl D. NaF và NaCl hoặc NaBr và NaI Phân tích:Hầu hết họ sinh giải bài tập này bằng cách chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất tuơng đương bằng việc gọi công thức tổng quát chung 2 muối là: Na X Phương trình phản ứng:
5. Na X + AgNO3  Ag X  + NaNO3 (23+ X )gam  (108+ X ) gam 31,84 gam  57,34 gam X =83,13 suy ra 2 halogen là Br và I . Đáp án B -Với cách giải trên học sinh đã phạm một sai lầm là cả hai muối NaX và NaY đều tạo kết tủa với dung dịch AgNO3, điều này chỉ đúng với muối của ba halogen Cl, Br, I còn NaF không tác dụng với AgNO3 vì không tạo kết tủa . Cần hướng cho học sinh xem xét bài toán qua hai khả năng: + Khả năng 1: Hỗn hợp 2 muối halgen gồm: NaF và NaCl, lúc đó chỉ có NaCl phản ứng NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3 57,34 n =0,4 mol n =0, 4 mol AgNO3 143,5 NaCl =0,4.58,5=23,4<31,84. Trường hợp này cũng thỏa mãn. mNaCl +Khả năng 2: Hỗn hợp hai muối halogen đều phản ứng với dung dịch AgNO3, kết quả tìm được 2 halogen là Br và I. Như vậy đáp án là D. Ví dụ 2.3. Nguyên tố M thuộc chu kì 2, nhóm VIIA. Công thức oxít cao nhất và hợp chất khí với H là: A. M2O3, MH3 B. MO3, MH2, C. M2O7, MH D. M2O, MH Phân tích: Bài tập trên là bài tập kiểm tra kiến thức học sinh về nội dung bảng tuần hoàn, để làm bài tập này, học sinh phải nắm vững kiến thức về công thức tổng quát của các loại hợp chất quan trọng: Oxít cao nhất, hidroxít, hợp chất khí với hidro của các nguyên tố nhóm IA đến nhóm VIIA. Với kiến thức đó các nguyên tố nhóm VIIA sẽ có công thức tổng quát về oxít cao nhất là R2O7 và công thức với hợp chất khí với hidro là RH vậy phương án nhiễu là D. -Tuy nhiên với đặc điểm các nguyên tố thuộc chu kì 2 thì kết quả trên lại sai. Ở chu kì 2, nhóm VIIA là nguyên tố F, do đặc điểm cấu tạo nguyên tử F nên công thức oxít cao nhất của F là F 2O. Vậy đáp án đúng là đáp án D. 2+ 2+ - Ví dụ 2.4. Một cốc nước chứa a mol Ca , b mol Mg , c mol HCO3 . Nếu chỉ dùng nước vôi trong, nồng độ Ca(OH)2 xM để làm giảm độ cứng của nước thì người ta thấy khi thêm V lít nuớc vôi trong vào cốc thì độ cứng của nước trong cốc là nhỏ nhất. Biểu thức tính V theo a, b, x là 2b a b a A. V B. V x x
6. b 2a b 2a C. V D. V x 2x Phân tích: Cách giải phổ biến thuờng gặp là dựa trên các phản ứng ion 2+ - Ca(OH)2  Ca + 2OH Số mol: xV  x.V  2x.V - - 2- Số mol: HCO3 + OH  H2O +CO3 c  2x.V  2x.V 2- 2+ CO3 + Mg  MgCO3 b  b 2- 2+ CO3 + Ca  CaCO3 ( a + xV)  ( a +x.V) b a Vậy ta có : a+ b +x.V = 2x.V suy ra V= Phương án nhiễu là B x -12 -Sai lầm ở đây là học sinh không biết độ tan của Mg(OH) 2 (T=5.10 ) nhỏ hơn nhiều so với -5 MgCO3(T=1.10 ) nên có sự ưu tiên tạo kết tủa Mg(OH) 2 trước, do đó phản ứng trao đổi ion trong dung dịch lại xảy ra như sau: 2+ - Ca(OH)2  Ca + 2OH Số mol: x.V  x.V  2 x.V - - 2- HCO3 + OH  H2O + CO3 Số mol: c  c  c - 2+ 2OH + Mg  Mg(OH)2  2.b  b 2- 2+ CO3 + Ca  CaCO3 2b a Vậy ta có: c = x.V+ a và c+ 2.b= 2x.V V Đáp án A x